Pertemuan 11 Usaha dan Energi Fisika Dasar 1 Pertemuan 11 Usaha dan Energi

Usaha Pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari adalah kerja orang atau mesin, apapun hasilnya, ada atau tidak ada, tetap dinamakan usaha. Beda dengan dengan usaha dalam fisika yaitu hasil harus ada, misal hasil berupa perpindahan atau perubahan energi dll Definisi usaha dalam fisika adalah gaya dikali jarak. Bila gaya menyebabkan benda tidak berpindah maka usaha dikatakan nol Usaha oleh beberapa gaya, yaitu penjumlahan skalar W = W1 + W2 + … Usaha oleh gaya gravitasi tidak tergantung lintasan tetapi tergantung titik awal dan titik akhir

Gaya dan Perpindahan Kadangkala gaya membentuk sudut dengan jarak perpindahan misal θ, sehingga usaha W adalah, W = F s cos θ Bila sudut θ = 0o atau gaya searah berimpit dengan perpindahan maka usaha W = F s Bila sudut θ = 180o atau gaya berlawanan arah dengan perpindahan maka usaha W = -Fs, berupa usaha negatif Bila gaya tegak lurus dengan perpindahan maka usaha W akan nol Usaha dapat terjadi disebabkan energi, sehingga definisi energi adalah kemampuan melakukan usaha Satuan usaha maupun satuan energi adalah Joule

Energi Sifat energi kekal maksudnya energi dapat berubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya. Sehingga pada titik tertentu keadaan ideal maka jumlah energi dinyatakan oleh energi mekanik yang terdiri dari energi potensial dan energi kinetik Bila energi potensial berkurang, maka otomatis energi kinetik bertambah. Begitupula sebaliknya Energi potensial adalah energi yang disebabkan keadaan diam atau kedudukan, sehingga berkurangnya atau hilangnya dapat berubah menjadi usaha Energi kinetik adalah energi yang disebabkan geraknya

Rumus Energi Energi kinetik EK EK = ½ m v2 Energi potensial EP EP = mgh Keterangan : m = massa benda, kg g = percepatan gravitasi, m/s2 h = tinggi benda dari permukaan bumi, m v = kecepatan gerak benda, m/s Hubungan usaha dan energi W = ΔEK = EK2 – EK1 W = - ΔEP = EP1 – EP2

Contoh Energi Potensial Pegas. Pegas yang teregang atau tertekan mempunyai energi potensial. Untuk kembali ke keadaan semula energi potensial berubah menjadi usaha. Hal yang sama pada ketapel atau busur Air Terjun Bila kita di bawah air terjun akan menyaksikan bahwa sebelum air itu terjun pasti keadaannya berada pada ketinggian 500 m atau 1000 m sehingga energi potensial air terjun sekian. Ketika air terjunnya sampai ke bawah, energi potensial berubah menjadi energi kinetik

Contoh Energi Kinetik Sewaktu melempar bola Orang melempar bola melakukan usaha. Bola yang semula diam akan bergerak dan mempunyai energi kinetik. Besar energi kinetik itu akan sama dengan besar usaha Sewaktu menangkap bola Orang menangkap bola melakukan usaha yang besarnya sama dengan besar energi kinetik bola sebelum berhenti

Pertemuan 12 Hukum Kekekalan Energi Fisika Dasar 1 Pertemuan 12 Hukum Kekekalan Energi

Usaha & Energi Pada energi kinetik, W = ΔEK = EK akhir – EK awal Usaha adalah selisih energi kinetik Pada energi potensial, W = - Δ EP = - ( EP akhir – EP awal ) = EP awal – EP akhir = EP1 – EP2 Usaha adalah selisih energi potensial

Hukum Kekekalan Energi Mekanik Energi mekanik, EM EM = EK + EP = konstan Usaha oleh kedua energi tersebut W W = W ΔEK = -ΔEP EK2 – EK1 = EP1 – EP2 EK2 + EP2 = EK1 + EP1 EK1 + EP1 = EK2 + EP2 Yang mana persamaan ini merupakan persamaan Hukum Kekekalan Energi Mekanik yaitu EM1 = EM2

Tumbukan dari Momentum-Impuls Pada tumbukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan energi kinetik, yaitu : “Jumlah energi kinetik sebelum tumbukan sama dengan jumlah energi kinetik setelah tumbukan” ½ mv12 + ½ mv22 = ½ mv1’ 2 + ½ mv2’ 2 Persamaan hukum kekekalan energi kinetik di atas bila digabung dengan persamaan hukum kekekalan momentum akan diperoleh sebuah persamaan koefisien-restitusi yang mana berguna pada tumbukan lenting sebagian dan tumbukan tidak lenting sama sekali

Gerak Harmonik Sederhana Hukum kekekalan energi dijumpai pula pada gerak harmonik sederhana, sehingga dinamakan Hukum Kekekalan Energi Gerak Harmonik Sederhana EM = EK + EP = konstan EP = 2m π2 f2 A2sin2 θ = ½ m ω2 y2 EK = 2m π2 f2 A2 cos2 θ = ½ m ω2 (A2 – y2) EM = 2m π2 f2 A2 = ½ m ω2 A2 Besar energi mekanik dari Gerak Harmonik Sederhana ini selalu tetap. Yang berubah adalah energi potensial dan energi kinetik. Bila energi potensial membesar maka energi kinetik mengecil, begitupula sebaliknya